为何不能用分馏分离乙醇乙酸水溶液

不能用分馏分离乙醇乙酸水溶液的原因在于它们之间的沸点差异较小,且在水溶液中形成共沸混合物。
乙醇和乙酸都是有机化合物,它们在常温下都是液体,且都具有良好的水溶性。乙醇的分子式为C2H5OH,乙酸的分子式为C2H4O2。乙醇和乙酸在水溶液中可以形成共沸混合物,这意味着在一定的比例下,它们会以一定的比例共存于液相和气相中,且这个比例在沸腾过程中保持不变。
分馏是一种基于混合物中各组分沸点差异的分离方法。通常情况下,如果混合物中各组分的沸点差异较大,通过分馏可以有效分离。然而,乙醇和乙酸在水溶液中的沸点差异较小,这使得通过常规的分馏方法分离它们变得困难。
具体来说,乙醇的沸点约为78.4℃,而乙酸的沸点约为118℃。虽然这两个沸点之间有一定的差异,但在水溶液中,乙醇和乙酸会形成共沸混合物。当乙醇和乙酸以一定比例混合时,它们在沸腾过程中会保持这个比例,形成一个共沸点。这个共沸点的沸点通常介于乙醇和乙酸的沸点之间,但具体数值会根据混合比例的不同而有所变化。
由于乙醇和乙酸在水溶液中形成共沸混合物,常规的分馏方法无法实现有效的分离。为了解决这个问题,可以采用以下几种方法:
1. 添加共沸剂:向乙醇乙酸水溶液中添加一种能与乙醇或乙酸形成共沸混合物的共沸剂,如苯、环己烷等。通过调整共沸剂与乙醇或乙酸的混合比例,可以改变共沸混合物的沸点,从而实现分离。
2. 改进分馏方法:采用真空分馏、加压分馏等方法,通过改变操作条件,如降低或提高压力,来提高分离效果。
3. 使用其他分离技术:如萃取、吸附、膜分离等,这些方法可以克服乙醇和乙酸沸点相近的问题,实现有效分离。
总之,由于乙醇和乙酸在水溶液中形成共沸混合物,常规的分馏方法无法实现有效分离。通过添加共沸剂、改进分馏方法或使用其他分离技术,可以克服这一难题,实现乙醇和乙酸的有效分离。